DE102017126111A1

DE102017126111A1 - Systeme und verfahren zum steuern von fluideinspritzungen

Info

Publication number: DE102017126111A1
Application number: DE102017126111.7A
Authority: DE
Inventors: Yiran Hu; Scott E. Parrish; Chen-Fang Chang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2018-05-17
Also published as: US20180128200A1; CN108071503A

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder zur Verbrennung eines Kraftstoffs und ein Kraftstoffeinspritzventil zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Zylinder. Das Fahrzeug verfügt außerdem über eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen zur Betätigung der Kraftstoffeinspritzventile auszugeben, um eine entsprechende eine Reihe von Kraftstoffimpulsen bereitzustellen, die sich zu einer aggregierten Soll-Kraftstoffmasse summieren. Die Steuerung überwacht ebenfalls ein Rückmeldungssignal mit geschlossenem Regelkreis, das eine Änderung einer Öffnungsverzögerung zwischen einer einzelnen der Reihen von Kraftstoffimpulsbefehlen und einem entsprechenden Kraftstoffimpuls anzeigt. Die Steuerung ist ferner programmiert, um eine nachfolgende der Reihen von Kraftstoffimpulsbefehlen einzustellen, um die Änderung der Öffnungsverzögerung einzubeziehen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Steuern von gepulsten Fluideinspritzungen. Insbesondere bezieht sich die Offenbarung auf eine Kraftstoffeinspritzung für einen Verbrennungsmotor.
EINLEITUNG
Die elektronische Kraftstoffeinspritzung kann zum Steuern der Kraftstoffzufuhr in Verbrennungsmotoren verwendet werden. Bestimmte Einspritzdüsen können als magnetbetätigte oder piezoelektrische Ventilvorrichtungen an einem Kraftstoffeinlassabschnitt eines Motors angeordnet sein. Die Einspritzventile können so positioniert werden, dass der unter Druck stehende Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines Motorzylinders geleitet wird. Jedes Einspritzventil kann während der Verbrennungszyklen für einen bestimmten Zeitraum (d. h. für eine Einspritzdauer) aufgrund der Betriebsbedingungen des Motors mit Spannung versorgt werden. Bei jedem Verbrennungszyklus können für jeden Zylinder mehrere Einspritzereignisse auftreten. Die Kraftstoffmasse und der Zeitpunkt der Mehrfacheinspritzung beeinflusst die Qualität der Verbrennung und die Gesamtkraftstoffeffizienz.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder zur Verbrennung eines Kraftstoffs und ein Kraftstoffeinspritzventil zum Zuführen von Kraftstoff zu dem mindestens einen Zylinder. Das Fahrzeug verfügt außerdem über eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen zur Betätigung der Kraftstoffeinspritzventile auszugeben, um eine entsprechende eine Reihe von Kraftstoffimpulsen bereitzustellen, die sich zu einer aggregierten Soll-Kraftstoffmasse summieren. Die Steuerung ist ebenfalls zur Überwachung eines geschlossenen Rückkopplungssignals programmiert, das eine Änderung einer Öffnungsverzögerung zwischen einer einzelnen der Reihen von Kraftstoffimpulsbefehlen und einem entsprechenden Kraftstoffimpuls anzeigt. Die Steuerung ist ferner programmiert, um eine nachfolgende der Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen einzustellen, um die Änderung der Öffnungsverzögerung einzubeziehen.
In einem Beispiel wird eine Zielöffnungsverzögerung derart verwendet, dass eine nachfolgende der Reihe von Kraftstoffimpulsen nach einer vorbestimmten Zeit auftritt, die auf einen vorhergehenden Kraftstoffimpuls folgt.
Ein Verfahren zum Bereitstellen eng beabstandeter Fluidimpulse durch ein solenoidbetriebenes Ventil umfasst das Bereitstellen eines unter Druck stehenden Fluids an einem Einlass des Ventils, das von einem Solenoid angetrieben wird, und Ausgeben einer Reihe von Fluidimpulsbefehlen, um zu bewirken, dass das Ventil eine entsprechende Reihe von Fluidimpulsen bereitstellt, die sich zu einer aggregierten Soll-Fluidmasse summieren. Das Verfahren beinhaltet auch das Messen einer Spannung über dem Magnetventil und das Bestimmen einer Ventilschließzeit eines vorhergehenden Fluidimpulses basierend auf einer Änderungsgeschwindigkeit der Spannung. Das Verfahren beinhaltet ferner das Bestimmen einer Öffnungsverzögerung des vorhergehenden Fluidimpulses basierend auf der Schließzeit. Das Verfahren beinhaltet ferner das Einstellen mindestens eines nachfolgenden Fluidimpulsbefehls basierend auf der bestimmten Öffnungsverzögerung.
Ein Kraftstoffzufuhrsystem beinhaltet ein solenoidbetriebenes Kraftstoffeinspritzventil in Fluidströmungsverbindung mit einer unter Druck stehenden Kraftstoffquelle. Das Kraftstoffeinspritzventil ist konfiguriert, um Kraftstoff zu mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors zu liefern. Das Kraftstoffzufuhrsystem verfügt außerdem über eine Steuerung, die dazu programmiert ist, eine Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen auszugeben, um zu bewirken, dass die Kraftstoffeinspritzventile eine entsprechende Reihe von unter Druck gesetzten Kraftstoffimpulsen liefern, die sich zu einer aggregierten Soll-Kraftstoffmasse summieren. Die Steuerung ist ebenfalls zur Überwachung einer Änderung einer Öffnungsverzögerung zwischen einer einzelnen der Reihen von Kraftstoffimpulsbefehlen und einem entsprechenden Kraftstoffimpuls programmiert. Die Steuerung ist ferner programmiert, um eine nachfolgende der Reihen von Kraftstoffimpulsbefehlen einzustellen, um die Änderung der Öffnungsverzögerung einzubeziehen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors.
2 ist eine grafische Darstellung einer Änderungsgeschwindigkeit der Spannung über ein Kraftstoffeinspritzventil gegenüber der Zeit.
3A ist eine grafische Darstellung des Kraftstoffimpulsbefehls und des tatsächlichen Kraftstoffimpulses gegenüber der Zeit für ein Referenz-Kraftstoffeinspritzventil.
3B ist eine grafische Darstellung des Kraftstoffimpulsbefehls und des tatsächlichen Kraftstoffimpulses gegenüber der Zeit für eine nachfolgende Kraftstoffimpuls-Öffnungszeitverzögerung.
4 ist eine grafische Darstellung der Kraftstoffeinspritzventil-Schließzeit gegenüber der Kraftstoffimpuls-Quantität.
5 ist eine grafische Darstellung der Kraftstoffeinspritzventil-Schließzeit gegenüber Kraftstoffimpulsbreitenbefehl.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können größer oder kleiner dargestellt sein, um die Einzelheiten bestimmter Komponenten zu veranschaulichen. Folglich sind die hierin offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die verschiedenen Arten und Weisen der Nutzung der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Wie Fachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Beliebige Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen und Implementierungen erwünscht sein.
Unter Bezugnahme auf 1 weist ein Verbrennungsmotor 10 als Teil eines Fahrzeugantriebssystems ein Abtriebsdrehmoment auf. Der Motor 10 arbeitet in einer Vielzahl von auswählbaren Verbrennungsmodi, einschließlich eines Verbrennungsmodus mit Selbstzündung und einem Verbrennungsmodus mit Fremdzündung. Die Ansaugluft wird mit einem brennbaren Kraftstoff vermischt und in einer Verbrennungskammer verbrannt. Der Motor 10 kann wahlweise mit einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden. Unter bestimmten Betriebsbedingungen ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bewusst so eingestellt, dass es im Verhältnis zu einem stöchiometrischen Gemisch entweder fett oder mager ist. Aspekte der vorliegenden Offenbarung können auch auf verschiedene Arten von Verbrennungsmotorsystemen und Verbrennungszyklen angewendet werden. Der Motor 10 ist wahlweise mit einem Getriebe gekoppelt, um die Zugkraft über einen Antriebsstrang des Fahrzeugs auf mindestens ein Straßenrad zu übertragen. Das Getriebe kann ein Hybridgetriebe mit zusätzlichen Antriebsquellen beinhalten, um dem Antriebsstrang zusätzliche Zugkraft zu verleihen.
Der Motor 10 kann ein Mehrzylinder-Viertakt-Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung und mindestens einem Kolben 14 sein, der in einem Zylinder 13 verschiebbar ist. Es ist zu beachten, dass die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung auch für unterschiedliche Verbrennungszyklen anwendbar sein können, zum Beispiel für Zweitakt-Verbrennungsmotoren. Die Bewegung des Kolbens 14 innerhalb eines Zylinders 13 stellt eine volumenvariable Verbrennungskammer 16 bereit. Jeder Kolben 14 ist mit einer rotierenden Kurbelwelle 12 verbunden, durch die eine lineare hin- und hergehende Bewegung in eine Rotationsbewegung übersetzt wird, um eine Komponente des Antriebsstrangs zu drehen.
Ein Luftansaugsystem liefert Ansaugluft an einen Ansaugkrümmer 29, der Luft in die Verbrennungskammern 16 leitet und verteilt. Das Luftansaugsystem kann Luftströmungskanäle und Vorrichtungen zum Überwachen und Regulieren des Luftstroms beinhalten. Das Luftansaugsystem kann auch einen Luftmassenströmungssensor 32 zum Überwachen des Luftmassenstroms und der Ansauglufttemperatur beinhalten. Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 34 kann den Luftstrom zum Motor 10 regeln. Ein Drucksensor 36 im Ansaugkrümmer 29 kann zum Überwachen des Krümmer-Absolutdrucks und des barometrischen Drucks vorgesehen sein. Ein externer Strömungskanal (nicht dargestellt) kann auch vorgesehen sein, um Abgase aus dem Motorabgas zurück in den Ansaugkrümmer 29 zu führen. Der Durchfluss des rückgeführten Abgases kann über ein Abgasrückführungsventil (EGR) 38 geregelt werden. Der Motor 10 kann andere Systeme, einschließlich eines Turboladersystems 50, oder alternativ ein Verdichtersystem zum Druckbeaufschlagen der Ansaugluft zum Motor 10 beinhalten.
Der Luftstrom vom Ansaugkrümmer 29 zur Verbrennungskammer 16 wird durch ein oder mehrere Einlassventile 20 geregelt. Der Abgasstrom aus der Verbrennungskammer 16 zu einem Abgaskrümmer 39 wird durch ein oder mehrere Auslassventile 18 geregelt. Das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile 20, 18 durch Steuerung der entsprechenden variablen Einlass- und Auslass-Hubsteuerungsvorrichtungen 22 und 24 gesteuert werden. Die Einlass- und Auslass-Hubsteuerungsvorrichtungen 22 und 24 können konfiguriert werden, um jeweils eine Einlassnockenwelle und eine Auslassnockenwelle zu steuern und zu betreiben. Die Rotationen der Einlass- und Auslassnockenwellen 21 und 23 sind mechanisch gekoppelt und mit dem Rotationszeitpunkt der Kurbelwelle 12 indexiert. Somit ist das Öffnen und Schließen der Ein- und Auslassventile 20, 18 auf die Positionen der Kurbelwelle 12 und der Kolben 14 abgestimmt.
Die variablen Hubsteuerungsvorrichtungen 22, 24 können auch einen steuerbaren Mechanismus zum Variieren der Größe des jeweiligen Ventilhubs oder der Öffnung der Einlass- und Auslassventile 20 und 18 beinhalten. Die Hubgröße kann entsprechend den diskreten Schritten (z. B. hoher oder niedriger Hub) oder kontinuierlich variiert werden. Die Ventilhubposition kann je nach Betriebsbedingungen des Antriebssystems variiert werden, einschließlich der Drehmomentanforderungen des Motors 10. Die variablen Hubsteuerungsvorrichtungen 22, 24 können ferner einen variablen Nockenphasenmechanismus zum Steuern und Einstellen der Phaseneinstellung (d. h. die relative Zeitsteuerung) des Öffnens und Schließens der Einlassventile 20 und der Auslassventile 18 beinhalten. Die Phaseneinstellung beinhaltet die Öffnungszeiten der Ein- und Auslassventile 20, 18 bezogen auf die Positionen der Kurbelwelle 12 und des Kolbens 14 im jeweiligen Zylinder 15.
Die variablen Hubsteuervorrichtungen 22, 24 können jeweils einen Phasenbereich von etwa 60-90 Grad bezogen auf die Kurbelumdrehung erreichen, um das Öffnen und Schließen eines der Ein- und Auslassventile 20, 18 in Bezug auf die Position des Kolbens 14 für jeden Zylinder 15 zu beschleunigen oder zu verzögern. Der Bereich der Phasenlage ist definiert und begrenzt durch die variablen Einlass- und Auslass-Hubsteuerungsvorrichtungen 22, 24, die Nockenwellenpositionssensoren zum Bestimmen von Drehpositionen der Einlass- und Auslassnockenwellen beinhalten. Die variablen Hubsteuerungsvorrichtungen 22, 24 können mit einer elektrohydraulischen, hydraulischen und elektrischen Betätigungskraft betrieben werden, die durch die Steuerung 5 gesteuert wird.
Der Motor 10 beinhaltet auch ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Vielzahl von Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventilen 28, die jeweils konfiguriert sind, um eine Kraftstoffmenge in eine der Verbrennungskammern 16 in Reaktion auf ein Signal von der Steuerung 5 direkt einzuspritzen. Während ein einzelnes Kraftstoffeinspritzventil zur Veranschaulichung in 1 dargestellt ist, kann das Antriebssystem je nach Anzahl der Verbrennungszylinder beliebig viele Kraftstoffeinspritzventile beinhalten. Die Kraftstoffeinspritzventile 28 werden mit druckbeaufschlagtem Kraftstoff von einem Kraftstoffverteilungssystem über einen Kraftstoffverteiler 40 versorgt. Ein Drucksensor 48 überwacht den Kraftstoffverteilerdruck innerhalb der Kraftstoffverteilerleitung 40 und gibt ein Signal aus, das dem Kraftstoffverteilerdruck der Steuerung 5 entspricht.
Das Kraftstoffverteilungssystem beinhaltet auch eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 46, um druckbeaufschlagten Kraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzventilen 28 über die Kraftstoffverteilerleitung 40 zu liefern. So kann beispielsweise die Hochdruckpumpe 46 einen Kraftstoffdruck von bis zu etwa 5.000 psi erzeugen, der an das Kraftstoffverteilerleitung 20 abgegeben wird. In einigen Beispielen können sogar höhere Kraftstoffdrücke verwendet werden. Die Steuerung 5 bestimmt einen Soll-Kraftstoffverteilerdruck basierend auf einer Drehmomentanforderung des Betreibers und der Motordrehzahl, und der Druck wird über die Kraftstoffpumpe 46 geregelt. In einem Beispiel beinhaltet das Kraftstoffeinspritzventil 28 eine magnetbetätigte Vorrichtung zum Öffnen einer Düse, um Kraftstoff einzuspritzen. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass Aspekte der vorliegenden Offenbarung auch für Kraftstoffeinspritzventile anwendbar sein können, die eine piezoelektrisch betätigte Vorrichtung oder andere Betätigungsarten zur Kraftstoffverteilung verwenden. Das Kraftstoffeinspritzventil 28 beinhaltet auch eine Düse, die durch eine Öffnung im Zylinderkopf 15 eingesetzt wird, um druckbeaufschlagten Kraftstoff in die Verbrennungskammer 16 einzuspritzen. Die Düse des Kraftstoffeinspritzventils 28 beinhaltet eine Einspritzdüse, die durch mehrere Öffnungen, einen Sprühwinkel und einen Volumenstrom bei gegebenem Druck gekennzeichnet ist. Eine exemplarische Kraftstoffeinspritzdüse kann eine 8-Loch-Konfiguration mit einem Sprühwinkel von 70 Grad und einer Durchflussrate von 10 cc/s bei etwa 1.450 psi beinhalten.
Jedes Kraftstoffeinspritzventil kann einen Zapfen in der Nähe einer Düsenspitze beinhalten. Der Zapfen wird mit der Düse verbunden, um den Kraftstoffdurchfluss zu begrenzen oder abzuschalten, wenn er gegen eine Öffnung vorgespannt ist. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil unter Verwendung von Energie aktiviert wird, die von einer Stromquelle zugeführt wird, reagiert ein Magnetventil auf die Energie und betätigt den Zapfen, hebt ihn von der Öffnung ab, um den Kraftstoff mit hohem Druck durchströmen zu lassen. Der Kraftstoff strömt um die Düse herum und wird durch die Öffnungen in der Nähe der Düsenspitze in den Verbrennungszylinder 16 gespritzt, wobei er mit Luft vermischt wird, um die Verbrennung zu erleichtern. Ein Fremdzündungssystem kann bereitgestellt werden, sodass einer Zündkerze Funkenenergie zugeführt wird, um die Zylinderladungen in jeder der Verbrennungskammern 16 in Reaktion auf ein Signal der Steuerung 5 zu entzünden oder beim Entzünden von Zylinderladungen zu unterstützen.
Eine Reihe von mehrfachen Zapfenhüben oder Kraftstoffimpulsen kann in einer schnellen Abfolge auftreten, um eine optimale Verbrennungsbedingung zu erreichen, ohne den Verbrennungszylinder zu übersättigen. So kann beispielsweise ein einzelner längerer Impuls zum Erreichen einer gewünschten Soll-Kraftstoffmasse eine größere als optimale Eindringtiefe in den Zylinder bewirken. Im Gegensatz dazu können mehrere kleinere Impulse aufeinanderfolgend, die sich zu einer Soll-Kraftstoffmasse addieren, insgesamt weniger Eindringtiefe in den Zylinder aufweisen und eine wünschenswertere Verbrennungsbedingung erzeugen, die zu einem verbesserten Kraftstoffverbrauch und geringeren Emissionen (z. B. Partikel) führt.
Die Steuerung 5 gibt die Kraftstoffimpulsbreiten (FPW)-Befehle aus, um die Dauer der Öffnungszeit des Einspritzventils zu beeinflussen. Die Einspritzdüsen können sowohl in linearen als auch in nichtlinearen Bereichen der Kraftstoffmassenabgabe in Bezug auf die Einspritzdauer betrieben werden. Lineare Bereiche der Kraftstoffmassenabgabe beinhalten die angewiesene Einspritzdauer mit der entsprechenden bekannten und eindeutigen Kraftstoffmassenabgabe bei einem gegebenen Kraftstoffdruck. Lineare Bereiche der Kraftstoffmassenabgabe beinhalten Bereiche, in denen die Kraftstoffmassenabgabe monoton mit erhöhter Einspritzdauer bei konstantem Kraftstoffdruck zunimmt. Nichtlineare Bereiche der Kraftstoffmassenabgabe beinhalten jedoch vorgegebene Einspritzdauern mit unbekannten oder unvorhersehbaren Kraftstoffmassenabgaben bei einem bestimmten Kraftstoffdruck, einschließlich nicht monotoner Bereiche, in denen das Kraftstoffeinspritzventil die gleiche Kraftstoffmassenmenge bei unterschiedlichen Einspritzdauern bereitstellen kann. Die Grenzen der linearen und nichtlinearen Bereiche können für verschiedene Einspritzsysteme unterschiedlich sein.
Der Motor 10 ist mit verschiedenen Sensoren zum Überwachen des Motorbetriebs einschließlich eines Kurbelwellensensors 42 ausgestattet, der RPM-Daten und die Kurbelwellendrehposition ausgeben kann. Ein Drucksensor 30 gibt ein Signal aus, das einen Zylinderinnendruck anzeigt, der von der Steuerung 5 überwacht wird. Der Drucksensor 30 kann einen Druckwandler beinhalten, der den Füllstand im Zylinder in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Drucksensor 30 überwacht den Zylinderinnendruck in Echtzeit, einschließlich während jedes Verbrennungsvorgangs. Ein Abgassensor 39 ist konfiguriert, um Abgase zu überwachen, typischerweise ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Sensor. Die Ausgangssignale von jedem der beiden Verbrennungsdrucksensoren 30 und dem Kurbelwinkelsensor 42 werden durch die Steuerung 5 überwacht, um den Verbrennungszeitpunkt zu bestimmen, d. h. den Zeitpunkt des Verbrennungsdrucks in Bezug zum Kurbelwinkel der Kurbelwelle 12 für jeden Zylinder 13 für jedes Verbrennungsereignis. Der Motor 10 und die Steuerung 5 sind vorzugsweise mechanisiert, um den effektiven Druck für jeden der Zylinder 13 während des Zündvorganges zu überwachen und zu bestimmen. Alternativ dazu können andere Erfassungssysteme genutzt werden, um Zustände anderer Verbrennungsparameter innerhalb des Umfangs der Offenbarung zu überwachen, z. B. Zündsysteme mit Ionenerfassung und nicht-intrusive Zylinderdrucksensoren.
Steuermodul, Modul, Steuerung und ähnliche Begriffe, die hierin verwendet werden, sind alle geeigneten Vorrichtungen oder verschiedene Kombinationen von Vorrichtungen, einschließlich anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), elektronische Schaltungen, zentrale Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) und dazugehörige Arbeits- und Datenspeicher (Lesespeicher, programmierbare Lesespeicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenlaufwerke usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen oder kombinatorische Logikschaltung(en), Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und -geräte, entsprechende Signal-Konditionierungs- und Pufferschaltungen ausführen, sowie weitere Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Die Steuerung 5 beinhaltet einen Satz von Steueralgorithmen, einschließlich residenter Softwareprogrammanweisungen und Kalibrierungen, die im Speicher gespeichert sind und ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Die Algorithmen werden vorzugsweise während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt. Algorithmen werden zum Beispiel durch eine zentrale Verarbeitungseinheit ausgeführt und dienen dazu, die Eingänge der Sensorgeräte und anderer vernetzter Steuermodule zu überwachen und um Steuer- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Stellantrieben zu steuern. Schleifenzyklen können in regelmäßigen Intervallen während des laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebes ausgeführt werden. Alternativ können Algorithmen auch in Reaktion auf das Auftreten eines weiteren Ereignisses ausgeführt werden, das die Steuerung beobachtet.
Die Steuerung 5 ist auch programmiert, um die Drosselklappe 34 zum Steuern des Massenstroms der Ansaugluft in den Motor über ein Steuersignal zu steuern. In einem Beispiel wird die Drosselklappe 34 zum Steuern des Krümmerdrucks durch Ändern sowohl einer Menge der Ansaugluft als auch einer Menge des rezirkulierten Abgases zu einer weit geöffneten Drosselklappe angewiesen. Das Turboladersystem 50 beinhaltet vorzugsweise eine Turbinenvorrichtung mit variabler Geometrie (VGT). Die Steuerung 5 sendet ein Signal, um den Schaufelwinkel der VGT-Vorrichtung zu lenken. Der Schaufelwinkel wird mit einem VGT-Positionssensor gemessen, um eine Rückführung zur Steuerung 5 zu ermöglichen. Die Steuerung 5 reguliert das Niveau der Druckerhöhung und regelt somit die Menge der Ansaugluft und die Menge der rückgeführten Abgase. In weiteren Beispielen kann ein Kompressorsystem verwendet werden, um den Krümmerdruck analog zu modifizieren.
Die Steuerung 5 ist ferner programmiert, um die Abgasrückführung durch Öffnen des Abgasrückführventils 38 zu steuern. Durch das Öffnen des Abgasrückführventils 38 steuert die Steuerung 5 die rezirkulierte Abgasmenge und das Verhältnis von Abgasmenge zu Ansauggasmenge.
Die Steuerung 5 ist ferner programmiert, um den Einspritzbeginn (SOI) entsprechend der Position des Kolbens 14 basierend auf der Eingabe vom Kurbelwinkelsensor 42 während des laufenden Betriebs des Motors 10 anzuordnen. Die Steuerung 5 bewirkt eine Kraftstoffeinspritzung unter Verwendung des Einspritzventils 28 für jedes Verbrennungsereignis pro Zylinder 13. Einspritzereignisse können durch die Dauer des offenen Impulses des Einspritzventils und die eingespritzte Kraftstoffmasse definiert werden. In mindestens einem Beispiel befiehlt die Steuerung 5 eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzungen während jedes Verbrennungsereignisses. Die Gesamtkraftstoffmasse, die bei jedem Verbrennungsereignis abgegeben wird, wird durch die Steuerung 5 mindestens basierend auf dem vom Betreiber angeforderten Drehmoment ausgewählt. Die Steuerung 5 überwacht die Eingangssignale des Betreibers, beispielsweise durch eine Position eines Gaspedals 8, um die Drehmomentanforderung des Betreibers zu bestimmen. Die Steuerung 5 erteilt Befehle zum Betreiben des Kraftstoffeinspritzventils, um eine Reihe von Kraftstoffimpulsen bereitzustellen, die sich auf eine aggregierte Soll-Kraftstoffmasse summieren.
Wie vorstehend erläutert, kann das Anlegen von mehreren aufeinanderfolgenden Kraftstoffimpulsen zu Auswirkungen auf nachfolgende Impulse führen, da die im Kraftstoffeinspritzventil verbliebene Restenergie sowie die verbleibende Ankerbewegung aus früheren Impulsen zurückbleiben. In einigen Beispielen kann die Steuerung 5 eine Rückmeldung von überwachten Signalen verwenden, die einen Systembetrieb anzeigen. Die Regelung von Kraftstoffeinspritzventilen kann sich auf die Bestimmung einer Öffnungsverzögerung stützen, die für jedes Kraftstoffeinspritzventil geschätzt werden soll. Verfahren, die ausschließlich auf der Öffnungsgröße basieren, weisen in bestimmten Situationen Einschränkungen auf. Die korrekte Messung der Öffnungsverzögerung kann in Echtzeit schwierig sein.
Ein Spannungssignal von jedem Kraftstoffeinspritzventil kann überwacht werden, um die Kraftstoffeinspritzventilleistung anzuzeigen. Genauer gesagt wird die Ableitung oder Änderungsgeschwindigkeit dV/dt der Spannung verwendet, um die zeitliche Steuerung bestimmter Ereignisse in Bezug auf die Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils zu kennzeichnen. Unter Bezugnahme auf 2, zeigt die grafische Darstellung 200 ein Profil der Einspritzventilspannung, dV/dt. Horizontalachse 202 repräsentiert Zeit in µs. Vertikalachse 204 repräsentiert die Änderungsgeschwindigkeit einer Spannung über die Einspritzdüse in Volt pro Sekunde (V/s). Kurve 206 repräsentiert ein Profil einer Änderungsgeschwindigkeit der Einspritzventilspannung während eines Kraftstoffimpulses. Bestimmte Merkmale des dV/dt-Profils entsprechen Schlüsselereignissen während des Einspritzimpulses. Ein lokales Minimum an der Position 208 korreliert mit einem Zeitpunkt, an dem sich der Einspritzventilzapfen schließt. Die Spannung kann von der Steuerung auf Angaben der Ventilschließzeit in Reaktion auf die Ausgabe des PWM-Befehls überwacht werden. Die Schließzeit CT ist die Zeitdauer von dem PWM-Befehl (kann von dem Beginn oder Ende des Befehls gemessen werden) bis zu dem Abschluss eines einzelnen Kraftstoffimpulsereignisses. Ein angrenzendes lokales Maximum an der Position 210 entspricht einer Spannungsspitze nach dem Schließen des Ventils. Wie oben erörtert, benötigt die auf den Impuls folgende Restspannung Zeit, um sich zu zerstreuen. Die Änderung in dv/dt zwischen dem lokalen Minimum an der Position 208 und dem lokalen Maximum an der Position 210 korreliert mit der Öffnungsgröße des Ventils. Genauer gesagt kann die Steuerung die Ventilhubhöhe oder Öffnungsgröße berechnen. OMbasierend auf der Größe 212 der Änderung von dV/dt. Das heißt, die dv/dt-Größe der Änderung 212 von dem lokalen Minimum zu dem nächsten lokalen Maximum korreliert mit der Öffnungsgröße. Die Öffnungsgröße OM korreliert mit der Menge des zugemessenen Kraftstoffs in der ballistischen Region und kann verwendet werden, um indirekt die Einspritzventil-Öffnungsverzögerung für bestimmte Bedingungen zu bestimmen. Sowohl die Schließzeit CT und Öffnungsgröße OM kann direkt aus dem Spannungsprofil dv/dt gemessen werden. Nachfolgend ausführlicher erörtert, kann die Messung der Schließzeit des Kraftstoffeinspritzventils CT inkorporiert werden, um eine robustere Schätzung bereitzustellen und einige der Einschränkungen der alleinigen Verwendung OM zu überwinden.
Zusätzliche Betriebsfaktoren können die Genauigkeit und/oder Präzision nachfolgender, eng beieinander liegender Kraftstoffeinspritzimpulse beeinträchtigen. So kann beispielsweise die Veränderung der mechanischen und elektrischen Komponenten innerhalb jedes Einspritzventils erhebliche Schwankungen der Menge von Einspritzventil zu Einspritzventil (bei gleicher Ausführung/Modell der Einspritzventile) verursachen, auch bei Verwendung eines offenen Regelkreises. Die Einspritzmenge weist eine hohe Korrelation mit der Öffnungszeit der Einspritzung auf. Diese Beziehung trifft sowohl für Einzel- als auch für Mehrfacheinspritzszenarien zu. Es ist zu beachten, dass die Öffnungszeit für eine Einspritzung definiert ist als die Zeit, die der Kraftstoff tatsächlich durch das Einspritzventil strömt. Als solches kann eine Steuerung mit geschlossenem Regelkreis verwendet werden, um jede Einspritzung auf eine gewünschte Menge zu steuern, indem die Öffnungszeit der Einspritzung auf eine gewünschte Öffnungszeit gesteuert wird, die basierend auf einem Satz von Referenz-Einspritzventilen offline charakterisiert wird. Einzelne Einspritzventile unterscheiden sich von einem Satz von Referenz-Einspritzventilen, auf denen die Einspritzventilkalibrierungen basieren.
Die Öffnungszeit wird durch Ändern des Impulsbreitenbefehls der Einspritzung gesteuert. Wie im Folgenden näher erläutert, wird die Öffnungszeit als Differenz zwischen der Schließzeit und der Öffnungsverzögerung jeder Einspritzung berechnet. Die Schließzeit kann für jede Einspritzung unter Verwendung der Restspannung des Einspritzventils gemessen werden. Unter bestimmten Betriebsbedingungen werden CT und OM verwendet, um die Abweichung der Öffnungsverzögerung OD eines bestimmten Einspritzventils von einem Referenz-Einspritzventil zu schätzen.
3A beinhaltet die grafische Darstellung 300, welche die Betriebscharakteristiken eines Bezugsmusters eines Basislinienimpulses des Kraftstoffeinspritzventils zeigt. Die horizontale Achse 302 stellt die Zeit dar und die vertikale Achse 304 stellt das Vorliegen eines Steuersignals und einer nachfolgenden Einspritzreaktion dar. Ein FPW-Befehl 306 ist vorgesehen, um in Reaktion eine Kraftstoffmasse 308 (z. B. 2 mg) durch das Einspritzventil zu leiten. Eine Referenzöffnungsverzögerung OD_Ref 310 stellt eine Verzögerung vom Auslösen des FPW-Befehls 306 und dem tatsächlichen Öffnen des Magnetventils dar. In ähnlicher Weise stellt eine Referenzschließzeit CT_End _Ref 312 die Zeitdauer zwischen dem Ende des FPW-Befehls 306 und dem tatsächlichen Schließen des Magnetventils am Ende des Kraftstoffimpulses dar. Eine Referenz-Schließzeit CT_Beg _Ref ist auch die gemessene Zeit zwischen dem Beginn des FPW-Befehls und dem tatsächlichen Schließen des Magnetventils. Die von dem Beginn des FPW referenzierte Schließzeit kann für die Breite des Befehls weniger empfindlich sein. Andererseits kann die Schließzeit, die von dem Ende des FPW-Befehls referenziert wird, eine bessere Korrelation mit der eingespritzten Kraftstoffmenge haben. Im Folgenden detaillierter erörtert, zeigen die Schließzeiten, die von jedem des Beginns des FPW-Befehls gegen das Ende des FPW-Befehls gemessen werden, unterschiedliche Einspritzventilattribute in Bezug auf das Durchführen von Bestimmungen der Öffnungsverzögerung an. Gemäß einigen Beispielen wird die Schließzeitdauer von einem Ende des FPW-Befehls referenziert und verwendet, um Anpassungen an nachfolgenden Impulsen vorzunehmen.
Die Öffnungszeit OT des Kraftstoffimpulses ist durch die Gleichung 1 nachstehend gekennzeichnet. $O T_{R e f} = C T_{B e g R e f} - O D_{R e f}$
Um einen eng beabstandeten nachfolgenden Kraftstoffimpulses mit einer vorhersehbaren Kraftstoffmasse zu erhalten, können die Eigenschaften des angewiesenen nachfolgenden Kraftstoffimpulses basierend auf der Verweilzeit seit dem vorhergehenden Impuls und der Kraftstoffmasse des vorhergehenden Impulses eingestellt werden. Der Steuerung ist auch programmiert, um Echtzeitänderungen in der Öffnungsverzögerung basierend auf Abweichungen von einer Referenzöffnungsverzögerungsdauer zu überwachen, die von einem Referenz-Kraftstoffeinspritzventil gemessen wird. Die Steuerung kann ebenfalls Änderungen in der Öffnungsverzögerung durch Vergleichen von Echtzeitöffnungsverzögerungswerten mit Öffnungsverzögerungswerten von vorhergehenden Impulsen bestimmen.
3B enthält eine grafische Darstellung 320, die einen Kraftstoffimpuls von einem Einspritzventil mit unterschiedlichen Öffnungsverzögerungseigenschaften im Vergleich zu dem Referenz-Einspritzventil darstellt. Die tatsächliche Öffnungsverzögerung OD₂ 330 des Einspritzventils bei gegebener Betriebsbedingung kann sowohl auf den vorgegebenen Kalibrierungswerten (Feedforward-Steuerung) als auch auf dem Echtzeit-OD basierend auf den Betriebsbedingungen (Feedback-Steuerung) beruhen. Aufgrund der Differenz der Öffnungsverzögerung im Vergleich zu dem Referenz-Einspritzventil kann ein anderer FPW-Befehl 326 erforderlich sein, um eine vorhersagbare Kraftstoffmasse 328 zu erhalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird der FPW-Befehl 326 des nachfolgenden Impulses in der Dauer modifiziert, um die tatsächliche Öffnungszeit OT₂ des Kraftstoffeinspritzventils zu steuern, die durch die nachstehende Gleichung 2 gegeben ist. $O T_{2} = C T_{B e g 2} - O D_{2}$
Der FPW-Befehl des nachfolgenden Kraftstoffimpulses wird so lange eingestellt, bis der OT₂ im Wesentlichen dem gewünschten OT_Ref entspricht, was einer gewünschten Menge entspricht. Mit anderen Worten kann die nachfolgende Impulskraftstoffmasse durch eine Rückmeldungssteuerung der FPW-Befehlsdauer gesteuert werden. In einigen Beispielen werden Rückmeldungssignale mit geschlossenem Regelkreis, die Betriebszustände von vorhergehenden Impulsen anzeigen, verwendet, um die Öffnungszeit von einem oder mehreren nachfolgenden Einspritzimpulsen zu steuern. In einem spezielleren Beispiel wird ein Signal, das die Restspannung in dem Einspritzventil-Magnetventil anzeigt, an der Steuerung empfangen. Die Steuerung kann ihrerseits einen oder mehrere Parameter eines nachfolgenden Impulses basierend auf der verbleibenden Spannung ändern, die in dem Magnetventil nach dem vorhergehenden FPW-Befehl verbleibt. Wie oben erläutert, kann das Restspannungssignal mehrere Schlüsselparameter für einen gegebenen Einspritzimpuls bereitstellen, einschließlich CT und OM.
Während der Begriff „nachfolgend“ in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, um einen Kraftstoffimpuls zu beschreiben, sollte verstanden werden, dass ein FPW-Befehl für einen beliebigen gegebenen Impuls basierend auf früheren Impulsleistungsdifferenzen von kalibrierten Werten eingestellt werden kann. Es kann mehrere Gründe geben, dass die Öffnungsverzögerung einer bestimmten Einspritzung an einem bestimmten Einspritzventil von dem „nominalen“ kalibrierten Wert abweicht. Eine solche Ursache ist eine Einspritzventil-zu-Einspritzventil-Variation, die ein gewisses Maß an Ungenauigkeit für alle Einspritzventile (dh Einzeleinspritzung sowie Mehrfacheinspritzung) verursachen kann. Insbesondere sind kleine Mengeneinspritzungen sehr empfindlich gegenüber den FPW-Befehlen. Somit können Echtzeit-FPW-Befehlseinstellungen für ein gegebenes Kraftstoffeinspritzventil auf einer beliebigen Anzahl früherer Impulsantworten des gleichen Einspritzventils basieren - selbst für einen einzelnen Impuls.
In den Beispielen von 3A und 3B ergeben die gewünschten Kraftstoffimpulse eine gleichmäßige Kraftstoffmasse von 2 mg. Es sollte jedoch beachtet werden, dass unterschiedliche Kraftstoffmassenmengen darauf abzielen können, ungleichmäßiger Kraftstoffimpulse zu liefern, sodass nachfolgende Impulse mehr oder weniger Kraftstoffmasse zum Verbessern der Verbrennungseigenschaften bereitstellen. Gemäß einem Beispiel passt die Steuerung eine Dauer eines nachfolgenden FPW-Befehls (ursprünglich entsprechend einer Soll-Öffnungsverzögerung bemessen) an, um die Änderung der Öffnungsverzögerung einzubeziehen, sodass der nachfolgende Kraftstoffimpuls gemäß der Soll-Öffnungsverzögerung folgend auf den vorhergehenden Kraftstoffimpuls zeitlich abgestimmt ist.
Eine berechnete Öffnungsgröße OM basierend auf der Restspannung kann mit der Einspritzmenge in bestimmten Teilen des ballistischen Bereichs korrelieren. Dies kann insbesondere für ballistische Einspritzungen zutreffen, die zu vorhergehenden Einspritzungen nicht eng beabstandet sind - das heißt, solche Einspritzungen, die von der vorherigen Einspritzung ausreichend beabstandet sind (z. B. eine Verweilzeit von 1000 µs oder mehr). Für solche Injektionen können CT Messungen verwendet werden, um die Öffnungsverzögerung OD der Einspritzung abzuleiten. Wie zuvor beschrieben, ist die Öffnungszeit OT einer Einspritzung stark mit der Einspritzmenge korreliert, selbst wenn die Einspritzventil-zu-Einspritzventil-Variation berücksichtigt wird. Für ballistische Injektionen in denen OM auch eine gute Korrelation mit der Einspritzmenge trägt, führt dies zu einer zusätzlichen Korrelation zwischen OM und der Öffnungszeit OT. Mit anderen Worten ist für solche ballistischen Einspritzungen an zwei verschiedenen Einspritzventilen, wenn der gemessene OM derselbe ist, die injizierte Menge auch im Wesentlichen die gleiche, und daher ist die Öffnungszeit OT für beide Fälle die gleiche. Diese Beziehung erlaubt es, die Abweichung von OD unter Verwendung der CT-Messung zu berechnen. Gemäß zumindest einem Beispiel ist die Steuerung programmiert, um eine Änderung der Öffnungsverzögerung OD eines nachfolgenden Impulses zu erfassen, indem die Schließzeitdauer CT zwischen einer einzelnen der Reihen von FPW-Befehlen und einem entsprechenden ansprechenden Kraftstoffimpuls überwacht wird. Diese CT-Daten werden als Rückmeldungssignale mit geschlossenem Regelkreis überwacht, die Änderungen im OD anzeigen und zum Einstellen eines oder mehrerer aufeinanderfolgender Impulse verwendet werden.
Dieses Konzept wird aus den grafischen Darstellungen der 3A und 3B deutlich, wobei die grafische Darstellung 300 ein Referenz-Einspritzventil darstellt. Die Abweichung der Öffnungsverzögerung für das Einspritzventil der grafischen Darstellung 320 (gekennzeichnet durch ΔOD) von dem Referenz-Einspritzventil ist durch die nachstehende Gleichung 3 gegeben. $Δ O D = O D_{2} - O D_{r e f}$
Da die injizierte Menge zwischen der grafischen Darstellung 300 und der grafischen Darstellung 320 die gleiche ist, erfordert die Korrelation zwischen der Öffnungszeit und der Menge, dass OT_Ref im Wesentlichen gleich OT₂ ist. Mit den Gleichungen 1, 2 und 3 kann ΔOD durch die nachstehende Gleichung 4 ausgedrückt werden. $Δ O D = C T_{B e g 2} - C T_{B e g R e f}$
Mit anderen Worten ist die Differenz zwischen der Schließzeit für das Referenz-Einspritzventil und der für denselben OM gemessenen Schließzeit die Änderung der Öffnungsverzögerung.
Wie zuvor erwähnt, kann OM im Allgemeinen mit der Kraftstoffmasse nur für länger beabstandete nachfolgende Impulse korrelieren, die einer größeren Verweilzeit folgen (z. B. Verweilzeit ≥ 1000 µs). Wenn die Verweildauer unter einem bestimmten Schwellenwert liegt, kann die OM-Korrelation zur Kraftstoffmasse abweichen, und daher ist das zuvor beschriebene Verfahren zum Berechnen der OD weniger zuverlässig. Stattdessen kann eine andere Schätzungsstrategie der Öffnungsverzögerung verwendet werden, die auch die Schließzeitmessung einbezieht, jedoch auf andere Weise.
In Teilen des ballistischen Bereichs der Kraftstoffeinspritzventil-Impulssteuerung weist die Schließzeit, gemessen vom Ende des Impulsbreitenbefehls eine gute Korrelation mit der eingespritzten Kraftstoffmenge auf. Somit kann CT als ein Proxy zum Bestimmen von OD verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf Figure 4 zeigt die grafische Darstellung 400 die Beziehung zwischen der Schließzeit CT und der Kraftstoffmenge. Die Horizontalachse 402 repräsentiert die Kraftstoffmenge in mg. Vertikalachse 404 repräsentiert die Schließzeit, gemessen vom Ende des FPW-Befehls in µs. Die Kurve 406 repräsentiert die Schließzeit eines Profils für eine einzelne Einspritzung. Die Kurven 408 und 410 entsprechen einer Verweilzeit von 500 µs nach einem vorhergehenden Impuls von 1 mg bzw. 2 mg. Die Kurven 412 und 414 entsprechen einer Verweilzeit von 1000 µs nach einem vorhergehenden Impuls von 1 mg bzw. 2 mg. In der Beispielzone 416 besteht eine allgemein starke Korrelation zwischen der Schließzeit und der Kraftstoffmenge.
5 umfasst die grafische Darstellung 500, die eine nähere Ansicht von Daten bereitstellt, die der Zone 416 der grafischen Darstellung 400 entsprechen. Die Horizontalachse 502 entspricht einer Dauer des FPW-Befehls in µs. Die Vertikalachse 504 repräsentiert die Schließzeit, gemessen vom Ende des FPW-Befehls in µs. Ähnlich wie die Kurve 400 repräsentiert die Kurve 506 die Schließzeit eines Profils für eine einzelne Einspritzung. Die Kurven 508 und 510 entsprechen einer Verweilzeit von 500 µs nach einem vorhergehenden Impuls von 1 mg bzw. 2 mg. Die Kurven 512 und 514 entsprechen einer Verweilzeit von 1000 µs nach einem vorhergehenden Impuls von 1 mg bzw. 2 mg. Die Änderung in dem FPW-Befehl aufgrund der Verweilzeit von dem vorhergehenden Impuls und der Kraftstoffmasse des vorhergehenden Impulses ist im Wesentlichen die gleiche wie die Öffnungsverzögerung OD. Unter Bezugnahme auf das Beispiel der graphischen Darstellung 500 wird die Änderung des FPW-Befehls zwischen dem Ort 516 einer einzelnen Einspritzung und dem Ort 518 eines nachfolgenden Impulses mit einer Verweilzeit von 1.000 µs um etwa 25 µs reduziert. Die Verringerung des durch ΔFPW1 bezeichneten FPW-Befehls entspricht der Verringerung der Öffnungsverzögerung, die der nachfolgende Impuls aufweist. Unter fortgesetzter Bezugnahme auf die grafische Darstellung 500 wird die Änderung des FPW-Befehls zwischen dem Ort 516 einer einzelnen Einspritzung und dem Ort 520 eines nachfolgenden Impulses mit einer Verweilzeit von 500 µs um etwa 80 µs reduziert. Die Verringerung des durch ΔFPW2 bezeichneten FPW-Befehls entspricht der Verringerung der Öffnungsverzögerung, die der nachfolgende Impuls aufweist. Wie oben erläutert, kann ein enger beabstandeter Folgeimpuls erhöhte Restenergie in dem Kraftstoffeinspritzventil tragen, was die Öffnungsverzögerung verkürzt. Infolgedessen ist eine größere Kompensation für eine schnellere Öffnungszeit von dichter aufeinanderfolgenden Impulsen erforderlich.
In dem Beispiel der grafischen Darstellung 500 ist die Öffnungsverzögerung OD, die einem nachfolgenden Impuls mit einer Verweilzeit von 1.000 µs nach einem vorhergehenden Impuls von 1 mg zugeordnet ist, um etwa 25 µs gegenüber der OD_Ref des vorhergehenden Impulses (dh ΔFPW1) reduziert. In ähnlicher Weise wird die Öffnungsverzögerung OD, die einem nachfolgenden Impuls mit einer Verweilzeit von 500 µs nach einem vorhergehenden Impuls von 1 mg zugeordnet ist, um etwa 80 µs gegenüber dem OD_Ref des vorhergehenden Impulses (d. h. ΔFPW2) verringert. Diese Beziehung bleibt auch dann wirksam, wenn OM nicht gut mit der Einspritzmenge korreliert ist.
Es ist ferner in Betracht gezogen, dass die Technik der Verwendung mehrerer eng beabstandeter Einspritzereignisse zum Steuern der Sprühdurchdringung auf jede Art von schnell zyklischen Fluid-Sprühdüsen angewendet werden kann, die zum Sprühen von Flüssigkeit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, die sich nicht nur auf Verbrennungskammern von Motoren beschränken. Mehrere aufeinanderfolgende Einspritzungen können in zahlreichen Anwendungen verwendet werden, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf Harnstoffeinspritzung, die für das selektive katalytische Reduktions (SCR)-Dieselsystem, Spritzlackierung und andere Abgaben von flüssigen Medikamenten verwendet wird.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuereinheit oder einem Computer, der eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann, bereitgestellt und/oder implementiert werden. Desgleichen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten oder ausführbare Anweisungen durch eine Steuerung oder einen Computer in vielfältiger Weise gespeichert werden, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie einem ROM, und als änderbare Information auf beschreibbaren Speichermedien, wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten, verkörpert werden.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuereinheit oder einem Computer, der eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann, bereitgestellt und/oder implementiert werden. Desgleichen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten oder ausführbare Anweisungen durch eine Steuerung oder einen Computer in vielfältiger Weise gespeichert werden, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie einem ROM, und als änderbare Information auf beschreibbaren Speichermedien, wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten, verkörpert werden.
Obgleich exemplarische Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen in keiner Weise alle möglichen Formen beschreiben, die die Ansprüche in sich begreifen. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Einschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Obgleich verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, um Vorteile zu bieten oder anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale vorgezogen zu werden, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass eine oder mehrere Merkmale oder Charakteristika beeinträchtigt werden können, um die gewünschten Gesamtsystemeigenschaften zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können unter anderem Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw., beinhalten. Daher liegen Ausführungsformen, die im Vergleich zu anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik als weniger wünschenswert in Bezug auf eine oder mehrere Merkmale beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Zylinder zum Verbrennen eines Kraftstoffs; ein Kraftstoffeinspritzventil, um selektiv Kraftstoff zu dem mindestens einen Zylinder zuzuführen; und eine Steuerung, dazu programmiert, eine Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen zur Betätigung der Kraftstoffeinspritzventile auszugeben, um eine entsprechende eine Reihe von Kraftstoffimpulsen bereitzustellen, die sich zu einer aggregierten Soll-Kraftstoffmasse summieren, ein Rückkopplungssignal mit geschlossenem Regelkreis zu überwachen, das eine Änderung einer Öffnungsverzögerung zwischen einer einzelnen der Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen und einem ansprechenden Kraftstoffimpuls anzeigt, und eine nachfolgende der Reihen von Kraftstoffimpulsbefehlen einzustellen, um die Änderung der Öffnungsverzögerung einzubeziehen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerung ferner dazu programmiert ist, einen Startzeitpunkt der nachfolgenden Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen einzustellen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerung ferner dazu programmiert ist, eine Dauer der nachfolgenden Reihe von Kraftstoffimpulsbefehlen einzustellen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerung ferner dazu programmiert ist, die Änderung der Öffnungsverzögerung basierend auf der Überwachung einer Schließzeitdauer zwischen dem einzelnen der Reihen von Kraftstoffimpulsbefehlen und dem ansprechenden Kraftstoffimpuls zu erfassen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Steuerung ferner dazu programmiert ist, die Änderung der Öffnungsverzögerung basierend auf der Überwachung einer Öffnungsgröße des vorhergehenden Impulses zu erfassen.
Fahrzeug nach Anspruch 4, worin die Schließzeitdauer auf einer Änderungsgeschwindigkeit einer Spannung basiert, die dem Kraftstoffeinspritzventil zugeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, worin auf die Schließzeitdauer von einem Ende des FPW-Befehls verwiesen wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Änderung der Öffnungsverzögerung auf einer Referenzöffnungsverzögerungsdauer basiert, die von einem Referenz-Kraftstoffeinspritzventil gemessen wird.
Verfahren zum Bereitstellen eng beabstandeter Fluidimpulse durch ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, umfassend: das Bereitstellen eines unter Druck stehenden Fluids an einem Einlass des Ventils, das von einem Magnetventil angetrieben wird; das Ausgeben einer Reihe von Fluidimpulsbefehlen, um das Ventil zu veranlassen, eine entsprechende Reihe von Fluidimpulsen zuzuführen, die sich zu einer aggregierten Zielfluidmasse summieren; das Messen einer Spannung über dem Magnetventil; das Bestimmen einer Ventilschließzeit eines vorhergehenden Fluidimpulses basierend auf einer Änderungsgeschwindigkeit der Spannung; das Bestimmen einer Öffnungsverzögerung eines Beginns des vorhergehenden Fluidimpulses basierend auf der Schließzeit; und das Einstellen mindestens eines späteren Fluidimpulsbefehls basierend auf der bestimmten Öffnungsverzögerung des vorhergehenden Fluidimpulses.
Verfahren nach Anspruch 9, worin die Schließzeit des Ventils ferner auf einer Fluidmasse des vorhergehenden Impulses der Reihe von Impulsen und/oder einer Verweilzeit nach dem vorhergehenden Impuls basiert.